基于FPGA的高速HIL仿真器實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制器測試

　　方案流程圖

　　下圖為創(chuàng)建基于FPGA電機(jī)仿真器的流程圖。

　　第一步，用戶需要采集電機(jī)參數(shù)及原始數(shù)據(jù)。通過浮點(diǎn)仿真來驗(yàn)證仿真結(jié)果是否與測量數(shù)據(jù)相符。然后采用定點(diǎn)仿真來驗(yàn)證定點(diǎn)電機(jī)模型，確定精度是否達(dá)到要求、輸出結(jié)果是否令人滿意。完成定點(diǎn)模型驗(yàn)證后，就可以進(jìn)入最終部署階段。

　　應(yīng)對定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)

　　不同的電機(jī)通常具有相差較大的功率級，然而定點(diǎn)數(shù)據(jù)類型的范圍及精度是確定的，因此選擇合適的定點(diǎn)數(shù)據(jù)類型非常重要，否則量化誤差就會快速積累從而導(dǎo)致錯(cuò)誤的仿真結(jié)果。用戶往往難以調(diào)整或校準(zhǔn)所有的定點(diǎn)數(shù)配置來適應(yīng)自己的情況。美國國家儀器公司提供以下方案來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。

　　a. 歸一化系統(tǒng)

　　除了使用工程單位外，電氣工程師還使用歸一化系統(tǒng)。歸一化系統(tǒng)將電流、電壓、速率等統(tǒng)一度量，使其操作點(diǎn)的歸一化值接近1.0。歸一化系統(tǒng)的這一特點(diǎn)非常適用于定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。通過歸一化可將定點(diǎn)電機(jī)模型用于各類不同電機(jī)。

　　使用歸一化系統(tǒng)以后，用戶可為定點(diǎn)電機(jī)模型選擇確定的預(yù)定義定點(diǎn)數(shù)據(jù)類型。下表為部分選擇列表。

　　以上選擇都為極端情況（如電流過載等）留有余量。

　　確定以上參數(shù)的定點(diǎn)數(shù)據(jù)類型可幫助用戶選擇內(nèi)部計(jì)算單位的定點(diǎn)配置，如下圖中Idq至Iabc的轉(zhuǎn)換。